CN115115300A - 一种考虑三维装箱的循环取货路径规划方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种考虑三维装箱的循环取货路径规划方法，包括：获取订单信息，订单信息包括制造商地点、至少两个供应商地点、目标产品和供应商地点的对应关系、目标产品的包装信息和需求数量；根据所述制造商地点、所述供应商地点和车辆的出发地点确定目标取货路径；获取车辆在初始时刻的可用空间；根据目标产品的包装信息确定对应的三维装箱方式；根据车辆在初始时刻的可用空间、目标产品和供应商地点的对应关系、目标产品的三维装箱方式、需求数量判断目标取货路径是否满足三维装箱约束条件，若是，则按照目标取货路径装载所有目标产品并运输至制造商。考虑三维装箱问题获取目标取货路径，从而降低运输成本同时保证车辆的装载率。

Description

一种考虑三维装箱的循环取货路径规划方法

技术领域

本发明涉及物流配送技术领域，尤其涉及一种考虑三维装箱的循环取货路径规划方法。

背景技术

近年来，我国汽车行业发展迅速。在汽车制造过程中，为保证主机厂能够持续稳定地运行，汽车零部件的入厂运输环节非常重要。尤其在车辆定制化生产的过程中，对于汽车制造商小批量、多频次、定时性的物料需求，传统的运输模式存在装载率低、配载不合理、车辆路径不合理、需求响应速度慢等问题。这些问题都会导致汽车制造的运输成本居高不下，制约了汽车行业的发展。因此，许多汽车制造商对于零部件入厂物流采取了循环取货模式。循环取货模式是一辆货运车辆到达多个供应商取货的运输模式；即货车从承运商出发，按照预先设定的车辆路径，依次前往各供应商装载相关物料后，统一配送至制造厂。这样的过程能够减少供应商空车返回的浪费，并且提高运输车辆装载率，降低物流运输成本，最大程度上配合了汽车行业多频次、小批量的生产模式。

然而，在实际操作期间，由于涉及到汽车零部件的包装属性，于是如果仅考虑循环取货的路径规划，可能导致货车在供应商处装载物料的方案不合理，甚至出现无法将物料装入货车车箱的情况。并且，在车辆运输过程中，空间能够满足装箱，但车辆的装载率越高，意味着到达对应的主机厂的时间越长，可能会导致需求物料送达的时间超过主机厂订单的需求时间，无法保证正常的生产运作。

因此，需要提供一种考虑三维装箱问题以降低物流运输成本并且保证需求物料在合理时间内送达的循环取货路径规划方法来解决上述技术问题。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种考虑三维装箱的循环取货路径规划方法。解决了现有技术中不考虑物料的包装属性导致在供应商处装载物料的方案不合理，甚至出现无法将物料装入货车车箱，和提高装载率的同时可能造成需求物料送达的时间超过主机厂订单的需求时间，无法保证正常的生产运作的技术问题。

本发明的技术效果通过如下实现的：

一种考虑三维装箱的循环取货路径规划方法，所述方法包括：

获取订单信息，所述订单信息包括制造商地点、至少两个供应商地点和目标产品信息，所述目标产品信息包括目标产品和供应商地点的对应关系、目标产品的包装信息和需求数量；

根据所述制造商地点、所述供应商地点和车辆的出发地点确定目标取货路径；

获取车辆的信息，所述车辆的信息包括车辆在初始时刻的可用空间；

根据目标产品的包装信息确定对应的三维装箱方式；

根据车辆在初始时刻的可用空间、目标产品和供应商地点的对应关系、目标产品的三维装箱方式、需求数量判断目标取货路径是否满足三维装箱约束条件；

若满足三维装箱约束条件，则按照目标取货路径装载所有目标产品并运输至制造商。

进一步地，所述目标产品的包装信息包括特殊类型产品的包装方式、一般类型产品的包装方式和可组托产品的包装方式。

进一步地，根据目标产品的包装信息确定对应的三维装箱方式，包括：

当所述目标产品的包装信息为特殊类型产品的包装方式，将特殊类型产品的三维装箱方式简化为一维装箱方式；

当所述目标产品的包装信息为一般类型产品的包装方式，将一般类型包装产品的三维装箱方式简化为重心装箱方式；

当所述目标产品的包装信息为可组托产品的包装方式，将可组托产品的三维装箱方式简化为二维装箱方式。通过目标产品的包装信息确定对应的三维装箱方式，使得目标产品的装箱方式和目标产品装箱空间的计算标准化和规范化，同时完成了对三维装箱问题的空间搜索策略的创新，使得在保证计算精度的同时又降低了计算复杂度。通过设置特殊类型产品的三维装箱方式简化为一维装箱方式、一般类型包装产品的三维装箱方式简化为重心装箱方式和可组托产品的三维装箱方式简化为二维装箱方式，有利于后续车箱内异构性包装的堆叠，避免车辆在供应商处装载目标产品的方案不合理，保证了运输的稳定性。

进一步地，根据车辆在初始时刻的可用空间、目标产品和供应商地点的对应关系、目标产品的三维装箱方式、需求数量判断目标取货路径是否满足三维装箱约束条件，包括：

根据目标取货路径得到车辆到达供应商地点的先后顺序；

根据目标产品和供应商地点的对应关系和目标产品的三维装箱方式、需求数量得到在供应商地点装载对应的目标产品需要的目标装载空间；

根据车辆在初始时刻的可用空间和所述目标装载空间判断目标取货路径是否满足三维装箱约束条件。

进一步地，根据目标产品和供应商地点的对应关系和目标产品的三维装箱方式、需求数量得到在供应商地点装载对应的目标产品需要的目标装载空间，包括：

根据供应商地点和目标产品的对应关系得到在各供应商地点需要装载的目标产品；

根据目标产品的三维装箱方式和需求数量得到在供应商地点装载对应的目标产品需要的目标装载空间。

进一步地，根据车辆在初始时刻的可用空间和所述目标装载空间判断目标取货路径是否满足三维装箱约束条件，包括：

根据车辆在初始时刻的可用空间和在目标取货路径中第一个供应商地点对应的目标装载空间得到剩余可用空间，并将剩余可用空间设为车辆更新后的可用空间；

根据更新后的可用空间和下一供应商地点对应的目标产品需要的目标装载空间计算车辆再次更新后的可用空间，直至装载完目标取货路径中最后一个供应商地点的目标产品以得到最终剩余可用空间；

若最终剩余可用空间大于等于零，则确定所述目标取货路径满足三维装箱约束条件。根据供应商地点的对应的目标产品的三维装箱方式和需求数量，确定承载所有目标产品所需要的目标装载空间，从而与车辆在初始时刻的可用空间比较，判定车辆是否满足装载空间的需求，避免车辆出现无法将目标产品装入车辆的情况。

进一步地，还包括：

判断每一次的车辆更新后的可用空间是否大于等于零；

若是，则根据下一供应商地点对应的目标产品需要的目标装载空间和当前可用空间计算再次更新后的可用空间；

若否，则判断为所述目标取货路径不满足三维装箱约束条件，将下一供应商地点及后续的其他所有供应商地点从所述目标取货路径中移除得到更新后的目标取货路径，以按照更新后的目标取货路径进行装载对应的目标产品后运输至制造商。通过在每一个供应商地点实时计算装载该供应商地点的目标产品后得到的更新后的可用空间，使得移除不满足装载空间的供应商地点，从而动态调整目标取货路径，提高路径规划算法的运行效率。

进一步地，所述订单信息还包括目标产品的需求时间，判断每一次的车辆更新后的可用空间是否大于等于零，还包括：

根据目标取货路径得到车辆到达下一供应商地点的到达时间；

根据当前供应商地点、下一供应商地点和制造商地点得到从当前供应商地点出发到达下一供应商地点取货后到达制造商地点的预计行驶时间；

根据当前供应商地点对应的目标产品的需求时间、到达下一供应商地点的到达时间和从当前供应商地点出发到达下一供应商地点取货后到达制造商地点的预计行驶时间判断目标取货路径是否满足当前供应商地点对应的目标产品的需求时间；

若是，则根据按照上述方式继续判断是否满足下一供应商地点对应的目标产品的需求时间；

若否，则判断为所述目标取货路径不满足三维装箱约束条件，将再下一供应商地点及后续的其他所有供应商地点从所述目标取货路径中移除得到更新后的目标取货路径，以按照更新后的目标取货路径进行装载对应的目标产品后运输至制造商。通过在目标取货路径的规划问题中，考虑目标产品的需求时间，从而保证目标产品在合理时间内送达至制造商地点，解决了同时考虑带时间窗的车辆路径规划和基于车辆路径规划的三维装箱问题。

进一步地，按照目标取货路径装载所有目标产品并运输至制造商，之前包括：

获取破坏算子，所述破坏算子为由第一预设条件确定的供应商地点或目标产品；

基于ALNS算法从所述目标取货路径中移除所述破坏算子得到最优取货路径，将最优取货路径设为更新后的目标取货路径。

进一步地，将最优取货路径设为更新后的目标取货路径，之前包括：

获取修复算子，所述修复算子为由第二预设条件确定的待插入供应商地点或待插入目标产品，所述待插入供应商地点或待插入目标产品为由第一预设条件确定的供应商地点或目标产品；

基于ALNS算法从所述目标取货路径中添加所述修复算子得到最优取货路径。通过设置破坏算子和修复算子，实现了对目标取货路径的修正，使得可以根据用户的经验或需求，手动调整车辆的运输路线及装载方案，获得更为合理的目标取货路径和装载方案。

如上所述，本发明具有如下有益效果：

1)通过目标产品的包装信息确定对应的三维装箱方式，使得目标产品的装箱方式和目标产品装箱空间的计算标准化和规范化，同时完成了对三维装箱问题的空间搜索策略的创新，使得在保证计算精度的同时又降低了计算复杂度。

2)通过设置特殊类型产品的三维装箱方式简化为一维装箱方式、一般类型包装产品的三维装箱方式简化为重心装箱方式和可组托产品的三维装箱方式简化为二维装箱方式，有利于后续车箱内异构性包装的堆叠，避免车辆在供应商处装载目标产品的方案不合理，保证了运输的稳定性。

3)根据供应商地点的对应的目标产品的三维装箱方式和需求数量，确定承载所有目标产品所需要的目标装载空间，从而与车辆在初始时刻的可用空间比较，判定车辆是否满足装载空间的需求，避免车辆出现无法将目标产品装入车辆的情况。

4)通过在每一个供应商地点实时计算装载该供应商地点的目标产品后得到的更新后的可用空间，使得移除不满足装载空间的供应商地点，从而动态调整目标取货路径，提高路径规划算法的运行效率。

5)通过在目标取货路径的规划问题中，考虑目标产品的需求时间，从而保证目标产品在合理时间内送达至制造商地点，解决了同时考虑带时间窗的车辆路径规划和基于车辆路径规划的三维装箱问题。

6)通过设置破坏算子和修复算子，实现了对目标取货路径的修正，使得可以根据用户的经验或需求，手动调整车辆的运输路线及装载方案，获得更为合理的目标取货路径和装载方案。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还能够根据这些附图获得其它附图。

图1为本说明书实施例提供的一种考虑三维装箱的循环取货路径规划方法的流程图；

图2为本说明书实施例提供的在车箱内建立三维空间坐标系的示意图；

图3为本说明书实施例提供的根据车辆在初始时刻的可用空间、目标产品和供应商地点的对应关系、目标产品的三维装箱方式、需求数量判断目标取货路径是否满足三维装箱约束条件的步骤流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

实施例1：

如图1所示，本说明书实施例提供了一种考虑三维装箱的循环取货路径规划方法，所述方法包括：

S100：获取订单信息，所述订单信息包括制造商地点、至少两个供应商地点和目标产品信息，所述目标产品信息包括目标产品和供应商地点的对应关系、目标产品的包装信息和需求数量；

本实施例中，产品指的是制造商进行生产过程所需要的物料，制造商通过下订单的形式，通知对应的供应商运输订单中的物料至制造商，订单信息包括一个或两个及以上制造商地点和与各制造商地点对应的供应商地点，即制造商通过其对应的供应商输送物料；

订单信息还包括目标产品信息，目标产品信息为目标产品的包装信息和目标产品的需求数量，并且，目标产品带有和供应商的关联属性，即订单中每个供应商为对应的制造商提供的物料为制造商所需的目标产品，每个供应商提供的目标产品的种类数量为至少一种。

S200：根据所述制造商地点、所述供应商地点和车辆的出发地点确定目标取货路径；

其中，目标取货路径通过现有技术中的车辆路径规划方法确定，目标取货路径为至少一个，即当目标取货路径为一个时，订单信息中制造商地点为一个，需要配置的运输车辆为一个；当目标取货路径为两个或多个时，订单信息中制造商地点的数量、需要配置的运输车辆的数量和目标取货路径数量保持一致，其中，不同目标取货路径随机配置对应的运输车辆的车型。

本实施例中，针对两个及以上的目标取货路径的业务场景，从行驶里程和车辆装载率两个角度定义了简化版的运输成本作为本申请的目标函数，即最小化运输成本，具体如下：

其中，c_k为车辆k的单位距离、单位体积的运输费用，与具体车型相关；d_i,j为路径i到路径j对应的行驶距离；Li为路径i中所有的目标产品完成装载对应的体积。

S300：获取车辆的信息，所述车辆的信息包括车辆在初始时刻的可用空间；

具体地，根据不同目标取货路径配置的运输车辆的车型，确定对应的可用空间，其中，可用空间可以是该车型的车辆对应的车箱容积，即车箱规格，也可以是根据该车辆已经消耗的承载空间和车辆对应的车箱容积得到的可用空间。

S400：根据目标产品的包装信息确定对应的三维装箱方式；

具体地，所述目标产品的包装信息包括特殊类型产品的包装方式、一般类型产品的包装方式和可组托产品的包装方式。

一种具体的实施方式中，步骤S400根据目标产品的包装信息确定对应的三维装箱方式，包括：

当所述目标产品的包装信息为特殊类型产品的包装方式，将特殊类型产品的三维装箱方式简化为一维装箱方式；

当所述目标产品的包装信息为一般类型产品的包装方式，将一般类型包装产品的三维装箱方式简化为重心装箱方式；

当所述目标产品的包装信息为可组托产品的包装方式，将可组托产品的三维装箱方式简化为二维装箱方式。

例如，基于汽车零部件装箱的特定场景，将物料包装看作包含实际包装尺寸的最小长方体。如图2所示，将车箱内部的左下角设为坐标原点，建立三维空间坐标系，物料可沿x轴、y轴、z轴摆放。

第一，对于特殊类型产品的包装方式，将三维装箱问题简化为一维装箱问题来提升算法的计算效率。具体地，筛选有特定堆叠要求的物料包装(例如，带轮料架、成品放置料架等带脚轮的物料，判定为特殊类型产品，这类物料的包装为保证堆放的稳定性，包装后上下堆叠时仅可同类型堆叠，这里的同类型指的是长宽尺寸相同且包装属性相同。其中，包装属性包括对物料包装采用的材料类型。对于这类特殊类型产品的包装，按照包装属性优先筛选，并将三维装箱问题简化为依次沿z-x-y方向的一维装箱问题堆叠，这里z-x-y方向顺序考虑了后续车箱内异构性包装的堆叠以及运输稳定性。

第二，对于一般类型产品的包装方式，本申请创新性地设计了一种基于重心的空间搜索策略的方法，该方法不需要回溯，可减少算法计算时间。具体地，考虑到车箱内物料包装的异构性以及运输过程的稳定性，我们将车箱按照可堆叠平面划分车箱空间。计算每个可堆叠平面对应的重心，以平面重心从低到高的顺序的开始装载，获取该平面对应空间可堆叠的物料，直到各可堆叠平面堆叠的物料的和等于或超过车箱可用空间。

第三，对于可组托产品的包装方式，由于汽车零部件包装的标准化属性，首先以将包装问题简化为考虑托盘承载平面的二维装箱问题，建立线性规划模型，求解最优的单层可组托件数以及组托包装类型，即组托标准。尽管该过程需要求解时间较长，但由于汽车零部件的包装尺寸符合标准化要求，可将组托标准维护到数据库中，算法求解过程中直接调用该组托标准结果即可。

S500：根据车辆在初始时刻的可用空间、目标产品和供应商地点的对应关系、目标产品的三维装箱方式、需求数量判断目标取货路径是否满足三维装箱约束条件；

S600：若满足三维装箱约束条件，则按照目标取货路径装载所有目标产品并运输至制造商。

在第一种具体的实施方式中：

如图3所示，步骤S500根据车辆在初始时刻的可用空间、目标产品和供应商地点的对应关系、目标产品的三维装箱方式、需求数量判断目标取货路径是否满足三维装箱约束条件，包括：

S510：根据目标取货路径得到车辆到达供应商地点的先后顺序；

S520：根据目标产品和供应商地点的对应关系和目标产品的三维装箱方式、需求数量得到在供应商地点装载对应的目标产品需要的目标装载空间；

步骤S520根据目标产品和供应商地点的对应关系和目标产品的三维装箱方式、需求数量得到在供应商地点装载对应的目标产品需要的目标装载空间，包括：

根据供应商地点和目标产品的对应关系得到在各供应商地点需要装载的目标产品；

根据目标产品的三维装箱方式和需求数量得到在供应商地点装载对应的目标产品需要的目标装载空间。

S530：根据车辆在初始时刻的可用空间和所述目标装载空间判断目标取货路径是否满足三维装箱约束条件。

步骤S530根据车辆在初始时刻的可用空间和所述目标装载空间判断目标取货路径是否满足三维装箱约束条件，包括：

根据车辆在初始时刻的可用空间和在目标取货路径中第一个供应商地点对应的目标装载空间得到剩余可用空间，并将剩余可用空间设为车辆更新后的可用空间；

根据更新后的可用空间和下一供应商地点对应的目标产品需要的目标装载空间计算车辆再次更新后的可用空间，直至装载完目标取货路径中最后一个供应商地点的目标产品以得到最终剩余可用空间；

若最终剩余可用空间大于等于零，则确定所述目标取货路径满足三维装箱约束条件。

具体地，计算车辆在到达目标取货路径中的每一个供应商地点时，进行装载该供应商地点对应的目标产品后，得到剩余的可用空间，以更新车辆的可用空间，采用此种计算方式，可以确定按照此目标取货路径进行装载物料时，是否在空间上满足三维装箱的约束条件，若是，则按照此目标取货路径进行装载物料进行运输过程；若否，则重新规划其他的目标取货路径。

在第二种具体的实施方式中：

判断每一次的车辆更新后的可用空间是否大于等于零；

若是，则根据下一供应商地点对应的目标产品需要的目标装载空间和当前可用空间计算再次更新后的可用空间；

若否，则判断为所述目标取货路径不满足三维装箱约束条件，将下一供应商地点及后续的其他所有供应商地点从所述目标取货路径中移除得到更新后的目标取货路径，以按照更新后的目标取货路径进行装载对应的目标产品后运输至制造商。

具体地，在车辆在到达目标取货路径中的每一个供应商地点，进行装载该供应商地点对应的目标产品后得到剩余的可用空间时，同步完成对剩余的可用空间判定，当剩余的可用空间小于等于零时，判断为已没有空间进行后续供应商地点的目标产品的装载，因此，将此供应商地点的后续的其他所有供应商地点从目标取货路径中移除；当剩余的可用空间大于零时，继续进行上述的剩余的可用空间的计算过程和可用空间更新过程。

在第三种具体地实施方式中：

所述订单信息还包括目标产品的需求时间，判断每一次的车辆更新后的可用空间是否大于等于零，还包括：

根据目标取货路径得到车辆到达下一供应商地点的到达时间；

根据当前供应商地点、下一供应商地点和制造商地点得到从当前供应商地点出发到达下一供应商地点取货后到达制造商地点的预计行驶时间；

根据当前供应商地点对应的目标产品的需求时间、到达下一供应商地点的到达时间和从当前供应商地点出发到达下一供应商地点取货后到达制造商地点的预计行驶时间判断目标取货路径是否满足当前供应商地点对应的目标产品的需求时间；

若是，则根据按照上述方式继续判断是否满足下一供应商地点对应的目标产品的需求时间；

若否，则判断为所述目标取货路径不满足三维装箱约束条件，将再下一供应商地点及后续的其他所有供应商地点从所述目标取货路径中移除得到更新后的目标取货路径，以按照更新后的目标取货路径进行装载对应的目标产品后运输至制造商。

具体地，在车辆在到达目标取货路径中的每一个供应商地点，进行装载该供应商地点对应的目标产品后得到剩余的可用空间时，获取当前时间，和同步计算从当前供应商地点到达制造商地点的时间，若当前时间加上从当前供应商地点到达制造商地点的时间，早于当前供应商对应的所有目标产品的需求时间，则判断为当前的供应商地点为可装载地点，不需从目标取货路径中移除。

采用此种实施方式考虑车辆路径问题时，需要考虑订单信息中的需求时间，即需要考虑制造商需求物料的时间，从而保证需求物料在合理时间内送达至制造商地点，确保生产的正常运行。

上述三种实施方式中，第一种实施方式和第二种实施方式仅从车辆的可用空间上进行考虑，即仅依据三维装箱的方式判断在空间上目标取货路径是否满足约束条件；第三种实施方式同时考虑了带时间窗的路径规划问题和空间上的三维装箱问题。

一种具体的实施方式中，步骤S600中按照目标取货路径装载所有目标产品并运输至制造商，之前包括：

获取破坏算子，所述破坏算子为由第一预设条件确定的供应商地点或目标产品；

基于ALNS算法从所述目标取货路径中移除所述破坏算子得到最优取货路径，将最优取货路径设为更新后的目标取货路径。

本实施例中，包括5种破坏算子，分别为：

1)统计所有目标取货路径之间的物料的相似度，筛选相似度较低的那条目标取货路径，移除对应的物料。

相似度r定义：

其中，l，w，h分别为物料包装的长，宽，高。

2)统计每个车箱内物料之间的相似度，相似度的计算方式同上，筛选相似度较低(异构性较强)的那条目标取货路径，移除该线路中对应的供应商。

3)计算各路线的车辆装载率，以车辆装载率p筛选路线并移除该路线所有货物。

车辆装载率p定义：

其中，l_i，w_i，h_i分别为物料包装i的长，宽，高。

4)随机选择m条车辆路线，获取对车辆行驶路程影响最大的n个供应商，移除相应供应商及其对应的货物。

5)随机移除m条车辆路线中n个供应商。

第一种破坏算子和第二种破坏算子的判定方式：根据物料包装的大小计算对应的相似度，当相似度低于相似度预设值时，判断与其他物料相似度较低物料为第一种的破坏算子和第二种的破坏算子，即判断为目标取货路径之间物料包装的相似度较低或车箱内的物料包装之间相似度较低，相似度较低对应可以认为车辆之间物料较为不同，或车辆中物料较为不同，导致车辆装载空间的利用率低，因此，从目标取货路径中移除这些与其他物料相似度较低物料后，可以使车辆承载的目标产品在体积上较为接近，提高空间的利用率。其中，相似度预设值可由用户自行设定。

第三种破坏算子的判定方式：根据计算各路线的车辆装载率，当车辆装载率低于装载率预设值时，认为按照此目标取货路径装载物料不适配该路径对应的车型，即该车型对应的空间过大，装载物料过少，造成车辆的装载率过低，因此，需要移除该路线上的所有供应商地点，即取消该路线。其中，装载率预设值可由用户自行设定。

第四种破坏算子的判定方式：随机选择m条车辆路线，分别计算移除路线中各供应商后的行驶里程与对应路线的行驶里程的比值，当比值超过行驶里程预设比值时，认为该供应商对其路线的行驶里程影响较大，因此，需要从对应的目标取货路径中移除该供应商，节省运输成本。其中，行驶里程预设比值可由用户自行设定。

第五种破坏算子的判定方式：随机选中m条车辆路线，随机移除对应路线中n个供应商。随机移除方式可由现有技术中的随机算法按照用户设定的移除数量进行移除。

基于ALNS算法从目标取货路径中移除上述破坏算子得到最优取货路径，将最优取货路径设为更新后的目标取货路径。其中，ALNS算法为现有技术，本申请不再赘述。

一种具体的实施方式中，将最优取货路径设为更新后的目标取货路径，之前包括：

获取修复算子，所述修复算子为由第二预设条件确定的待插入供应商地点或待插入目标产品，所述待插入供应商地点或待插入目标产品为由第一预设条件确定的供应商地点或目标产品；

基于ALNS算法从所述目标取货路径中添加所述修复算子得到最优取货路径。

具体地，为了将上述移除的破坏算子对应的供应商地点的所有目标产品或对应的部分目标产品重新实现装载和运输，需要将上述破坏算子转换成修复算子插入到其他的目标取货路径中，即一个供应商地点或一个目标产品从其对应的目标取货路径中移除后需要出入到该目标取货路径之外的其他目标取货路径路径中，或插入到重新建立的新的目标取货路径中。

其中，修复算子包括2种，分别为待插入的供应商地点，待插入的某个供应商地点的部分目标产品。

1)待插入的供应商地点的插入方式：获取与待插入的供应商地点之间的距离在预设距离内的目标供应商地点，将待插入的供应商地点插入到目标供应商地点所在的目标取货路径，插入后，待插入的供应商地点作为与目标供应商地点相邻前一个供应商地点或后一个供应商地点，计算插入后每个目标取货路径更新后的路径长度，选择最短的路径长度对应的目标取货路径作为待插入的供应商地点的插入对象。其中，预设距离可由用户自行设定。

2)待插入的目标产品的插入方式：获取与待插入的目标产品对应的供应商地点所在目标取货路径之外的其他所有目标取货路径，得到其他所有目标取货路径对应的车箱剩余空间，将目标产品对应的供应商地点插入到其他目标取货路径中，插入顺序按照本申请中目标取货路径的得到方式，进行供应商地点的排序，以得到更新后目标取货路径，在满足三维装箱空间和目标产品的需求时间的条件下，计算出每一个目标取货路径插入目标产品对应的供应商地点更新后目标取货路径的目标函数，即最小运输成本，当最小运输成本小于预设成本时，选择最低的最小运输成本对应的目标取货路径作为待插入的目标产品对应的供应商地点的插入对象。其中，预设成本可由用户自行设定。

同时，当与待插入的供应商地点最近的目标供应商地点与待插入的供应商地点之间的距离大于等于预设距离内，或待插入的目标产品插入其他目标取货路径后不满足三维装箱空间和目标产品的需求时间的条件，或最小运输成本大于等于预设成本时，确认将这些目标产品无法插入已规划的目标取货路径，则将其重新规划取货路径，以得到新的一个或两个及以上的目标取货路径，并配置与目标取货路径的数量一致的车辆。

虽然本发明已经通过优选实施例进行了描述，然而本发明并非局限于这里所描述的实施例，在不脱离本发明范围的情况下还包括所作出的各种改变以及变化。

在不冲突的情况下，本文中上述实施例及实施例中的特征能够相互结合。

以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (10)

1.一种考虑三维装箱的循环取货路径规划方法，其特征在于，所述方法包括：

获取订单信息，所述订单信息包括制造商地点、至少两个供应商地点和目标产品信息，所述目标产品信息包括目标产品和供应商地点的对应关系、目标产品的包装信息和需求数量；

根据所述制造商地点、所述供应商地点和车辆的出发地点确定目标取货路径；

获取车辆的信息，所述车辆的信息包括车辆在初始时刻的可用空间；

根据目标产品的包装信息确定对应的三维装箱方式；

根据车辆在初始时刻的可用空间、目标产品和供应商地点的对应关系、目标产品的三维装箱方式、需求数量判断目标取货路径是否满足三维装箱约束条件；

若满足三维装箱约束条件，则按照目标取货路径装载所有目标产品并运输至制造商。

2.根据权利要求1所述的考虑三维装箱的循环取货路径规划方法，其特征在于，所述目标产品的包装信息包括特殊类型产品的包装方式、一般类型产品的包装方式和可组托产品的包装方式。

3.根据权利要求2所述的考虑三维装箱的循环取货路径规划方法，其特征在于，根据目标产品的包装信息确定对应的三维装箱方式，包括：

当所述目标产品的包装信息为特殊类型产品的包装方式，将特殊类型产品的三维装箱方式简化为一维装箱方式；

当所述目标产品的包装信息为一般类型产品的包装方式，将一般类型包装产品的三维装箱方式简化为重心装箱方式；

当所述目标产品的包装信息为可组托产品的包装方式，将可组托产品的三维装箱方式简化为二维装箱方式。

4.根据权利要求3所述的考虑三维装箱的循环取货路径规划方法，其特征在于，根据车辆在初始时刻的可用空间、目标产品和供应商地点的对应关系、目标产品的三维装箱方式、需求数量判断目标取货路径是否满足三维装箱约束条件，包括：

根据目标取货路径得到车辆到达供应商地点的先后顺序；

根据目标产品和供应商地点的对应关系和目标产品的三维装箱方式、需求数量得到在供应商地点装载对应的目标产品需要的目标装载空间；

根据车辆在初始时刻的可用空间和所述目标装载空间判断目标取货路径是否满足三维装箱约束条件。

5.根据权利要求4所述的考虑三维装箱的循环取货路径规划方法，其特征在于，根据目标产品和供应商地点的对应关系和目标产品的三维装箱方式、需求数量得到在供应商地点装载对应的目标产品需要的目标装载空间，包括：

根据供应商地点和目标产品的对应关系得到在各供应商地点需要装载的目标产品；

根据目标产品的三维装箱方式和需求数量得到在供应商地点装载对应的目标产品需要的目标装载空间。

6.根据权利要求4所述的考虑三维装箱的循环取货路径规划方法，其特征在于，根据车辆在初始时刻的可用空间和所述目标装载空间判断目标取货路径是否满足三维装箱约束条件，包括：

根据车辆在初始时刻的可用空间和在目标取货路径中第一个供应商地点对应的目标装载空间得到剩余可用空间，并将剩余可用空间设为车辆更新后的可用空间；

根据更新后的可用空间和下一供应商地点对应的目标产品需要的目标装载空间计算车辆再次更新后的可用空间，直至装载完目标取货路径中最后一个供应商地点的目标产品以得到最终剩余可用空间；

若最终剩余可用空间大于等于零，则确定所述目标取货路径满足三维装箱约束条件。

7.根据权利要求6所述的考虑三维装箱的循环取货路径规划方法，其特征在于，还包括：

判断每一次的车辆更新后的可用空间是否大于等于零；

若是，则根据下一供应商地点对应的目标产品需要的目标装载空间和当前可用空间计算再次更新后的可用空间；

若否，则判断为所述目标取货路径不满足三维装箱约束条件，将下一供应商地点及后续的其他所有供应商地点从所述目标取货路径中移除得到更新后的目标取货路径，以按照更新后的目标取货路径进行装载对应的目标产品后运输至制造商。

8.根据权利要求7所述的考虑三维装箱的循环取货路径规划方法，所述订单信息还包括目标产品的需求时间，其特征在于，判断每一次的车辆更新后的可用空间是否大于等于零，还包括：

根据目标取货路径得到车辆到达下一供应商地点的到达时间；

根据当前供应商地点、下一供应商地点和制造商地点得到从当前供应商地点出发到达下一供应商地点取货后到达制造商地点的预计行驶时间；

根据当前供应商地点对应的目标产品的需求时间、到达下一供应商地点的到达时间和从当前供应商地点出发到达下一供应商地点取货后到达制造商地点的预计行驶时间判断目标取货路径是否满足当前供应商地点对应的目标产品的需求时间；

若是，则根据按照上述方式继续判断是否满足下一供应商地点对应的目标产品的需求时间；

若否，则判断为所述目标取货路径不满足三维装箱约束条件，将再下一供应商地点及后续的其他所有供应商地点从所述目标取货路径中移除得到更新后的目标取货路径，以按照更新后的目标取货路径进行装载对应的目标产品后运输至制造商。

9.根据权利要求8所述的考虑三维装箱的循环取货路径规划方法，其特征在于，按照目标取货路径装载所有目标产品并运输至制造商，之前包括：

获取破坏算子，所述破坏算子为由第一预设条件确定的供应商地点或目标产品；

基于ALNS算法从所述目标取货路径中移除所述破坏算子得到最优取货路径，将最优取货路径设为更新后的目标取货路径。

10.根据权利要求9所述的考虑三维装箱的循环取货路径规划方法，其特征在于，将最优取货路径设为更新后的目标取货路径，之前包括：

获取修复算子，所述修复算子为由第二预设条件确定的待插入供应商地点或待插入目标产品，所述待插入供应商地点或待插入目标产品为由第一预设条件确定的供应商地点或目标产品；

基于ALNS算法从所述目标取货路径中添加所述修复算子得到最优取货路径。

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